Hoppa till innehållet
Hem

Konstant funktion

En funktion som antar samma värde för alla ingångar. Artikel om definition, egenskaper, graf, algebraiska och topologiska aspekter samt enkla exempel och tillämpningar.

En konstant funktion är en funktion som för varje element i sin definitionsmängd avbildar till samma värde i målmängden. Vanlig notation är f(x)=c där c är en fix konstant. Ett enkelt exempel är y(x)=4; oavsett vilket x man väljer är y(x)=4. Begreppet återfinns i alla grenar av matematiken och kan beskrivas både som en funktion mellan talmängder och som en allmän avbildning mellan abstrakta mängder. Se även funktion för grundläggande termer. {\displaystyle y(x)=4}

Bildgalleri

2 Bilder

Egenskaper och grundläggande fakta

Konstanta funktioner har flera välkända och enkla egenskaper som gör dem användbara som byggstenar i teori och tillämpning. Viktiga punkter är:

  • Grafen i det reella fallet f: R → R är en horisontell linje y=c i planet.
  • Derivatan av en konstant funktion är 0 överallt där derivatan existerar; detta följer direkt ur definitionen av derivata.
  • Integralen över ett intervall [a,b] av en konstant funktion f(x)=c är c(b−a) plus en integrationskonstant vid obestämda integraler, ofta skrivet ∫c dx = cx + C.
  • Polynomformen: en konstant funktion motsvarar ett polynom av grad 0.
  • Bildmängden (bilden) är en enpunktsmängd {c}; funktionen är injektiv endast om definitionsmängden innehåller högst ett element, och surjektiv endast om målmängden är {c}.

{\displaystyle y(x)}

Tolkningar i olika områden

I mängdteori och algebra betraktas en konstant avbildning f: X → Y som en funktion som väljer ett fast element c ∈ Y för alla x ∈ X. Inom topologi är varje konstant funktion kontinuerlig oavsett topologier på käll- och målmängd, eftersom prebilden av en öppenvmängd antingen är tom eller hela X. Inom analys fungerar konstanta funktioner som enkla exempel och motexempel i samband med gränsvärden, kontinuitet och derivering.

Användningar och exempel

Konstanta funktioner används både pedagogiskt och praktiskt: som baslinjer i modeller, för att uttrycka oförändrade kvantiteter eller som triviala homomorfier i algebra. Exempelvis kan en temperatur som inte varierar med tiden modelleras som T(t)=T0. I kod och logik förekommer konstanta funktioner när ett uttryck alltid skall returnera ett fast värde. Sammanhang där komposition studeras ger också enkla formler: sammansättning av en konstant funktion med vilken funktion som helst ger i regel en konstant funktion (beroende på ordningen).

Noter och vidare läsning

Konstanta funktioner är enkla men centrala objekt som ofta används för att testa begrepp eller bygga mer komplexa konstruktioner. För en översikt och formell behandling, se mer på artikel om konstant funktion eller allmänna texter om funktioner och avbildningar. x

Grundläggande egenskaper

Formellt sett har en konstant funktion f(x):R→R formen f ( x ) = c {\displaystyle f(x)=c}{\displaystyle f(x)=c} . Vanligtvis skriver vi y ( x ) = c {\displaystyle y(x)=c} eller bara {\displaystyle y(x)=c}y = c {\displaystyle y=c}{\displaystyle y=c} .

  • Funktionen y=c har 2 variabler x och у och 1 konstant c. (I denna form av funktionen ser vi inte x, men den finns där.)
    • Konstanten c är ett verkligt tal. Innan vi arbetar med en linjär funktion ersätter vi c med ett verkligt tal.
    • Domänen eller ingången till y=c är R. Alla reella tal x kan alltså ingå. Utgången är dock alltid värdet c.
    • Området för y=c är också R. Men eftersom resultatet alltid är värdet av c är kodområdet bara c.

Exempel: Funktionen y ( x ) = 4 {\displaystyle y(x)=4} eller bara{\displaystyle y(x)=4} y = 4 {\displaystyle y=4}{\displaystyle y=4}är den specifika konstanta funktionen där utgångsvärdet är c = 4 {\displaystyle c=4}{\displaystyle c=4} . Domänen är alla reella tal ℝ. Koddomänen är bara {4}. Nämligen y(0)=4, y(-2,7)=4, y(π)=4,.... Oavsett vilket värde på x som matas in är resultatet "4".

  • Grafen för den konstanta funktionen y = c {\displaystyle y=c}{\displaystyle y=c} är en horisontell linje i planet som går genom punkten ( 0 , c ) {\displaystyle (0,c)}{\displaystyle (0,c)} .
  • Om c≠0 är konstantfunktionen y=c ett polynom i en variabel x av grad noll.
    • Y-interceptet för denna funktion är punkten (0,c).
    • Denna funktion har ingen x-intercept. Det innebär att den inte har någon rot eller nollpunkt. Den korsar aldrig x-axeln.
  • Om c = 0 har vi y = 0. Detta är nollpolynomet eller en identiskt nollfunktion. Varje verkligt tal x är en rot. Grafen för y=0 är x-axeln i planet.
  • En konstant funktion är en jämn funktion, så y-axeln är en symmetriaxel för varje konstant funktion.

Derivat av en konstant funktion

I det sammanhang där den definieras mäter derivatan av en funktion förändringshastigheten för funktionens (utgångs)värden i förhållande till förändringen av ingångsvärdena. En konstant funktion förändras inte, så dess derivata är 0. Detta skrivs ofta:   ( c ) ′ = 0 {\displaystyle (c)'=0} {\displaystyle (c)'=0} 

Exempel: y ( x ) = - 2 {\displaystyle y(x)=-{\sqrt {2}}} ä{\displaystyle y(x)=-{\sqrt {2}}}konstant funktion. Derivatan av y är den identiskt nollställda funktionen y ′ ( x ) = ( - 2 ) ′ = 0 {\displaystyle y'(x)=(-{\sqrt {2}})'=0} {\displaystyle y'(x)=(-{\sqrt {2}})'=0} 

Det omvända (motsatsen) är också sant. Om en funktions derivata är noll överallt, är funktionen en konstant funktion.

Matematiskt skriver vi dessa två påståenden:

y ( x ) = c y ′ ( x ) = 0 , x ∈ R {\displaystyle y(x)=c\,\,\,\,\,\,\Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,y'(x)=0\,,\,\,\,\,\forall x\in \mathbb {R} } {\displaystyle y(x)=c\,\,\,\Leftrightarrow \,\,\,y'(x)=0\,,\,\,\forall x\in \mathbb {R} }

Generalisering

En funktion f : AB är en konstant funktion om f(a) = f(b) för varje a och b i A.

Exempel

Ett exempel från den verkliga världen: En butik där alla varor säljs för 1 euro. Funktionens domän är artiklarna i butiken. Kodområdet är 1 euro.

Exempel: Låt f : AB där A={X,Y,Z,W} och B={1,2,3} och f(a)=3 för varje a∈A. Då är f en konstant funktion.

Exempel: z(x,y)=2 är den konstanta funktionen från A=ℝ² till B=ℝ där varje punkt (x,y)∈ℝ² motsvarar värdet z=2. Grafen för denna konstanta funktion är det horisontella planet (parallellt med x0y-planet) i det tredimensionella rummet som passerar genom punkten (0,0,2).

Exempel: Polarfunktionen ρ(φ)=2,5 är den konstanta funktion som avbildar varje vinkel φ till radien ρ=2,5. Grafen för denna funktion är cirkeln med radien 2,5 i planet.


Generaliserad konstantfunktion.


Konstant funktion z(x,y)=2


Konstant polarfunktion ρ(φ)=2,5

Andra egenskaper

Det finns andra egenskaper hos konstanta funktioner. Se Konstant funktion på engelska Wikipedia

Relaterade sidor

Frågor och svar

F: Vad är en konstant funktion?

S: En konstant funktion är en funktion vars utgångsvärde förblir detsamma för varje ingångsvärde.

F: Kan du ge ett exempel på en konstant funktion?

S: Ja, ett exempel på en konstant funktion skulle vara y(x) = 4, där värdet på y(x) alltid är lika med 4 oavsett ingångsvärdet x.

F: Hur kan man se om en funktion är en konstant funktion?

S: Du kan avgöra om en funktion är en konstant funktion genom att se om dess utgångsvärde förblir detsamma för varje ingångsvärde.

F: Vad betyder det när vi säger att "y(x)=4" i samband med konstanta funktioner?

S: När vi säger att "y(x)=4" betyder det att utgångsvärdet för y(x) alltid kommer att vara lika med 4 oavsett vilket ingångsvärde x kan vara.

F: Finns det något sätt att visualisera hur en konstantfunktion ser ut?

S: Ja, ett sätt att visualisera hur en konstant funktion ser ut är genom en bild eller en graf.

F: Ändras utgången beroende på indata i konstanta funktioner?

S: Nej, i konstanta funktioner ändras inte utmatningen beroende på inmatningen.

Relaterade artiklar

Författare

AlegsaOnline.com Konstant funktion

URL: https://sv.alegsaonline.com/art/22639

Dela

Källor